KR20020050712A

KR20020050712A - 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20020050712A
Application number: KR1020010081489A
Authority: KR
Inventors: 사꾸라이히데아끼; 이또마사미쯔; 이또신이찌
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2002-06-27
Also published as: JP2002252167A; CN1366333A; US6550990B2; JP4189141B2; CN1199242C; US20020081118A1; TW548730B; KR100492431B1

Abstract

본 발명은 피처리 기판 상에 있어서의 약액의 농도차를 없앨 수 있어, 고정밀도의 약액 처리가 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법의 제공을 과제로 한다.

약액 토출/흡입부(스캔 노즐)(21)에, 피처리 기판에 대해 약액을 토출하기 위한 약액 토출 개구(22)와 피처리 기판 상의 약액을 흡입하기 위한 약액 흡입 개구(23)를 설치하고, 상기 약액 토출 개구(22)로부터 연속적으로 토출된 약액을 상기 약액 흡입 개구(23)에서 연속적으로 약액을 흡입함으로써, 상기 스캔 노즐(21)과 피처리 기판 사이에서, 상기 약액 토출 개구(22)와 상기 약액 흡입 개구(23) 사이의 영역에, 신선한 약액을 항상 피처리 기판면에 공급할 수 있도록 했다.

Description

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS AND SUBSTRATE TREATMENT METHOD USING THE SAME}

본 발명은 반도체 제조, 포토 마스크 제조, 액정 디스플레이 제조 공정 등에 있어서의 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 특히 포토 레지스트가 도포되고, 또한 소정 패턴으로 노광된 기판을 현상하는 현상 장치 및 그를 이용한 현상 방법에 관한 것이다.

반도체 장치나 액정 디스플레이의 제조 공정에 있어서는 기판에 대한 포토 에칭 처리가 반복하여 행해진다. 포토 에칭 처리에서는 기판에 포토 레지스트가 도포되고, 도포된 기판에 소정의 패턴이 노광된다. 패턴이 노광된 기판은 현상 장치에 의해 현상액으로 현상되고, 예를 들어 노광 부분의 포토 레지스트가 제거된다.

종래, 이러한 종류의 현상 공정에서는 현상액 중에 피처리 기판을 적셔 처리를 행하는 딥법이나 현상액을 피처리면에 내뿜어 처리를 행하는 스프레이법, 피처리 기판을 회전시키면서 피처리면에 현상액을 공급하여 처리를 행하는 퍼들법이 이용되고 있다.

그러나, 이 딥법이나 스프레이법에서는 다량의 현상액을 필요로 하는 것이나 폐액 처리에 필요한 비용이 드는 등의 문제가 있으므로, 퍼들법으로 바뀌어 가고 있으나, 이 퍼들법에서는 피처리 기판의 중심에서 현상액의 토출 압력이나 단위 면적당 공급되는 약액량에 차이가 생기므로, 현상 불균일이 발생하는 문제가 있다.

그래서, 일본 특허 공개 평7-36195호 공보(이하, 종래 기술이라 칭함)에 개시된 바와 같은 현상액을 스캔시키면서 피처리면에 공급하여 피처리면에 덮은 현상액에 의해 현상을 행하는 스캔법이 이미 개발되어 있다.

그런데, 최근 반도체 분야에 있어서는 반도체 장치의 미세화 및 고밀도화가 진행됨에 따라, 포토 에칭 공정에서의 미세화에 대한 요구가 높아지고 있다. 이미, 장치의 설계 룰은 0.13 ㎛까지 미세화하여, 제어해야만 하는 패턴 치수 정밀도는 10 ㎚정도로 매우 엄격한 정밀도가 요구되고 있다.

그러나, 상술한 종래의 스캔 현상에서는 패턴의 소밀(疎密)차에 의해 형성되는 패턴 치수가 달라져 버리는 문제가 있다. 즉, 종래의 스캔 현상에서는 현상액을 스캔시키면서 기판의 피처리면에 공급하고 있으나, 피처리면 기판 상에 덮인 현상액의 치환이 대부분 행해지지 않으므로, 현상 중, 소한 패턴 부분과 밀한 패턴 부분에 있어서 현상액과 레지스트와의 반응 생성물의 양이 달라 현상액의 농도차가 생긴다. 그로 인해, 패턴의 소밀차에 의해 패턴 치수가 달라, 고정밀도의 패턴을 얻을 수 없는 문제가 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 스캔 현상에서는 피처리면에 덮인 현상액의 치환이 대부분 행해지지 않으므로, 특히 소밀한 패턴이 존재하는 경우, 현상 중에 현상액의 농도차가 생기고, 패턴의 소밀차에 의해 패턴 치수가 달라져 고정밀도의 패턴을 얻을 수 없는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 피처리 기판 상에 있어서의 약액의 농도차를 없앨 수 있어, 고정밀도의 약액 처리가 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관계되는 현상 장치를 모식적으로 도시한 모식도로, (a)는 이동 방향으로부터 본 정면도, (b)는 측면도.

도2는 본 발명의 실시 형태에 관계되는 현상 장치에 있어서의 기판 홀더를 도시한 사시도.

도3은 본 발명의 실시 형태에 관계되는 현상 장치에 있어서의 스캔 노즐을 도시한 도면으로, (a)는 상부 방향으로부터 본 상면도, (b)는 하부 방향으로부터 본 하면도, (c)는 (a)의 선A-A'에 따른 단면도.

도4는 도3의 (c)의 선B-B'에 따른 단면도.

도5는 본 발명의 실시 형태의 현상 장치에 있어서, 처리 기판에 있어서의 스캔 노즐에 의한 약액의 토출, 흡입 상태를 모식적으로 도시한 모식도.

도6은 본 발명의 실시 형태에 관계되는 현상 장치에 의한 현상 프로세스를 도시한 도면.

도7은 제4 실시 형태에 관계되는 현상 장치에 있어서의 스캔 노즐의 대략 구성을 도시한 일형태 예를 도시한 도면.

도8은 제4 실시 형태에 관계되는 현상 장치에 있어서의 스캔 노즐을 하부 방향으로부터 본 평면도.

도9는 도7에 도시한 스캔 노즐을 이용한 현상 공정을 도시한 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기판 보유 지지 기구

11 : 피처리 기판(반도체 웨이퍼)

12 : 기판 홀더

13 : 오목부

20 : 약액 토출/흡입 기구

21 : 약액 토출/흡입부(스캔 노즐)

22 : 약액 토출 개구

22a : 제1 약액 토출 개구(현상액 토출 개구)

22b : 제2 약액 토출 개구(예비 습식액 토출 개구)

22c : 제3 약액 토출 개구(린스액 토출 개구)

23, 23a, 23b : 약액 흡입 개구

24a, 24b, 24c, 25a, 25b : 슬릿 노즐

26 : 액 저장소

30 : 약액 공급/흡입계

32 : 약액 공급 배관

33 : 약액 흡입 배관

40 : 갭 측정 기구

50 : 갭 조정 기구

60 : 이동 기구

61 : 스테이지

100 : 현상 장치

상기 목적을 달성하기 위해, 제1 발명에 관계되는 기판 처리 장치에서는 피처리 기판을 대략 수평하게 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와, 상기 피처리 기판에 대해 약액을 토출하기 위한 약액 토출 개구와 피처리 기판 상의 약액을 흡입하기 위한 약액 흡입 개구를 구비한 약액 토출/흡입부를 갖는 약액 토출/흡입 기구와, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판을 상대적으로 수평 이동시키는 이동 기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 기판 처리 장치에서는, 상기 약액 토출/흡입부의 개구는 피처리 미가공 기판과 상기 약액 토출/흡입부의 상대적인 수평 이동 방향측으로부터 상기 약액 흡입 개구, 상기 약액 토출 개구, 상기 약액 흡입 개구의 순으로 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제2 발명에 관계되는 기판 처리 장치에서는 피처리 기판을 대략 수평하게 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와, 상기 피처리 기판에 대해 약액을 토출하기 위한 약액 토출 개구와 상기 피처리기판 상의 약액을 흡입하기 위한 약액 흡입 개구를 2개 이상 교대로 배치한 약액 토출/흡입부를 갖는 약액 토출/흡입 기구와, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판을 상대적으로 수평 이동시키는 이동 기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 기판 처리 장치에서는 상기 약액 토출/흡입부의 개구는 상기 피처리 기판과 상기 약액 토출/흡입부의 상대적인 수평 이동 방향측으로부터, 제1 약액 토출 개구, 약액 흡입 개구, 제2 약액 토출 개구, 약액 흡입 개구, 제3 약액 토출 개구 순으로 배치하는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 발명의 기판 처리 장치에서는 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판의 피처리면과의 거리를 측정하기 위한 갭 측정 기구와, 상기 갭 측정 기구로부터 얻을 수 있는 거리를 소정치로 유지하기 위한 갭 조정 기구를 더 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 기판 처리 장치에서는, 상기 기판 보유 지지 기구는 진공 척인 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제3 발명에 관계되는 기판 처리 방법에서는 피처리면이 대략 수평하게 보유 지지된 피처리 기판에 대해 약액 토출/흡입부의 약액 토출 개구로부터 약액을 상기 피처리 기판에 대해 연속적으로 토출하는 동시에, 상기 약액 토출 개구에 인접하여 상기 약액 토출/흡입부에 배치된 상기 약액 흡입 개구로 상기 피처리면 상의 약액을 연속적으로 흡입하면서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판을 상대적으로 수평 이동시키면서 상기 피처리면을 약액 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리면 사이에서, 또한 상기 약액 토출 개구와 상기 약액 흡입 개구와의 영역에 있어서의 간극에는 항상 새로운 약액을 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 기판 처리 방법에서는, 상기 약액 흡입 개구는 상기 약액 토출 개구의 양측에 설치되고, 상기 약액 토출 개구로부터 토출된 약액은 상기 약액 토출 개구의 양측의 상기 약액 흡입 개구에 의해 흡입하여 이루어지는 것이 바람직하다.

게다가 또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제4 발명에 관계되는 기판 처리 방법에서는 피처리 기판에 대해 약액을 토출하기 위한 약액 토출 개구와 상기 피처리 기판 상의 약액을 흡입하기 위한 약액 흡입 개구를 2개 이상, 교대로 배치한 약액 토출/흡입부를 피처리면이 대략 수평하게 보유 지지된 피처리 기판 상에 배치하고, 상기 약액 토출 개구로부터 약액을 상기 피처리 기판에 대해 연속적으로 토출하는 동시에, 상기 약액 흡입 개구로 상기 피처리면 상의 약액을 연속적으로 흡입하면서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판을 상대적으로 수평 이동시키면서 상기 피처리면을 약액 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리면 사이에서, 또한 상기 약액 토출 개구와 상기 약액 흡입 개구와의 영역에 있어서의 간극에는 항상 신선한 약액을 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 발명의 기판 처리 방법에서는 상기 약액 토출/흡입부의 개구는 상기 피처리 기판과 상기 약액 토출/흡입부의 상대적인 수평 이동 방향측으로부터, 제1 약액 토출 개구, 약액 흡입 개구, 제2 약액 토출 개구, 약액 흡입 개구, 제3 약액 토출 개구의 순으로 배치하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제3 및 제4 발명의 기판 처리 방법에서는 피처리 기판 상의 피처리면을 개질한 후, 상기 약액 처리를 행하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 따르면, 약액 토출 개구로부터 연속적으로 토출된 약액을 인접하는 약액 흡입 개구로부터 연속적으로 흡입함으로써, 약액 토출/흡입부와 피처리면과의 사이에서, 또한 상기 약액 토출 개구와 상기 약액 흡입 개구와의 영역에 있어서의 간극에는 신선한 약액이 항상 공급되고, 약액 처리가 행해진 약액은 바로 흡입하여 제거함으로써, 피처리면 상에 있어서의 약액의 농도차를 없앨 수 있어 고정밀도의 약액 처리가 가능해진다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

이하, 실시 형태에서는 본 발명을 현상 장치 및 그를 이용한 현상 방법에 적용한 예를 나타낸다.

(제1 실시 형태)

우선, 도1 내지 도4를 이용하여 본 발명의 실시 형태에 관계되는 현상 장치 및 그를 이용한 현상 방법을 설명한다. 도1은 현상 장치를 모식적으로 도시한 도면으로, (a)는 이동 방향 전방으로부터 본 정면도, (b)는 이동 방향 측면으로부터 본 측면도, 도2는 현상 장치에 있어서의 기판 홀더를 도시한 사시도이다.

본 실시 형태에서는, 도1에 도시한 바와 같이 현상 장치(100)는 피처리 기판(11), 예를 들어 반도체 웨이퍼를 대략 수평하게 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구(10)와, 상기 기판 보유 지지 기구(10)의 상방에 배치된 약액 토출/흡입 기구(20)와, 상기 약액 토출/흡입 기구(20)에 약액을 공급 및 상기 약액 공급 기구(20)로부터 약액을 흡입하는 약액 공급/흡입계(30)와, 상기 약액 토출/흡입 기구(20)에 구비된 갭 측정 기구(40)와, 상기 약액 토출/흡입 기구(20)의 양단부에 구비된 갭 조정 기구(50)와, 상기 약액 토출/흡입 기구(20)와 상기 기판 보유 지지 기구(10)를 상대적으로 대략 수평 방향으로 이동시키기 위한 이동 기구(60)를 구비하고 있다.

상기 기판 보유 지지 기구(10)는, 예를 들어 35 ㎝각의 평면 직사각형의 기판 홀더(12)를 갖고, 상기 기판 홀더(12)는 도2에 도시한 바와 같이 상면에 반도체 웨이퍼(11)를 수납하기 위한 오목부(13)를 갖고 있다. 상기 오목부(13)는 상기 반도체 웨이퍼(11)와 대략 동일한 크기의 평면 구조를 갖고, 또한 상기 반도체 웨이퍼(11)의 두께와 대략 동일 깊이를 갖는다.

상기 기판 홀더(12)로서는, 그 표면과 피처리 기판의 표면과의 습윤성이 거의 동일해지는 재질을 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 피처리 기판 상에서의 현상액의 접촉각과 상기 기판 홀더 상에서의 현상액의 접촉각이 대략 동일해지도록 한다.

상기 약액 토출/흡입 기구(20)는, 약액 토출/흡입부(이하, 스캔 노즐이라 칭함)(21)를 구비하고 있다.

상기 스캔 노즐의 상세한 구성을, 도3 및 도4에 도시한다. 도3의 (a)는 스캔 노즐의 상면도, (b)는 하면도, (c)는 (a)의 선A-A'에 따른 단면도, 도4는 (c)의 B-B'에 따른 단면도이다.

도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 상기 스캔 노즐(21)은 상기 기판 홀더(12)에 대한 이동 방향과 수직인 방향으로 긴 변을 갖고, 또한 이동 방향과 평행한 방향으로 짧은 변을 갖는 횡단면 직사각 형상의 직사각 기둥형 구조로, 상기 기판 홀더(12)와 대향하는 하면은 평탄면을 갖고 있으며, 긴 변은 적어도 상기 기판 홀더(12)의 폭 이상의 길이를 갖고 있다.

본 실시 형태에서는, 상기 스캔 노즐(21)은 긴 변의 길이를 약 35 cm, 짧은 변의 길이를 약 5 cm로 형성하고 있다.

상기 스캔 노즐(21)의 하면에는, 상기 반도체 웨이퍼(11)에 대해 약액을 공급하기 위한 슬릿형의 제1 약액 토출 개구(22) 및 상기 반도체 웨이퍼(11)에 덮인 약액을 흡입하기 위한 슬릿형의 약액 흡입 개구(23)를 형성하고 있다.

본 실시 형태에서는, 약액 토출 개구(22) 및 약액 흡입 개구(23)는 상기 기판 홀더(12)에 대한 이동 방향과 수직인 방향으로 긴 변을 갖고, 또한 이동 방향과 평행한 방향으로 짧은 변을 갖는 직사각 형상의 개구이다.

본 실시 형태에서는, 3개의 약액 토출 개구(22a, 22b, 22c)와 2개의 약액 흡입 개구(23a, 23b)는 상기 기판 홀더(12)에 대한 이동 방향과 평행한 방향에 따라서, 서로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 여기서는, 중앙의 개구(22a)는 제1 약액을 공급하는 제1 약액 토출 개구, 예를 들어 현상액을 토출시키는 현상액 토출 개구(이하, 현상액 토출 개구라 칭함)로, 그 인접한 양 쪽의 개구(23a, 23b)는 약액 흡입 개구로, 또한 그 외측에서 이동 방향 전방에 위치하는 개구(22b)는 제2 약액을 공급하는 제2 약액 토출 개구, 예를 들어 예비 습윤액 토출 개구(이하, 예비습윤액 토출 개구라 칭함)로, 상기 이동 방향 후방에 위치하는 개구(22c)는 제3 약액을 공급하는 제3 약액 토출 개구, 예를 들어 린스액 토출 개구(이하, 린스액 토출 개구라 칭함)이다.

상기 현상액 토출 개구(22a)로부터 토출된 현상액은, 양 쪽의 상기 흡입 개구(23a, 23b)의 흡입력에 의해 상기 현상액 토출 개구(22a)로부터 자연 낙하하도록 되어 있다.

또한, 여기서는 상기 현상액 토출 개구(22a)는 길이 310 ㎜, 폭 1 ㎜, 상기 약액 흡입 개구(23a, 23b)는 각각 길이 310 ㎜, 폭 3 ㎜, 상기 예비 습윤액 토출 개구(22b) 및 린스액 토출 개구(22c)는 각각 길이 310 ㎜, 폭 3 ㎜로 형성되어 있다.

그리고, 상기 현상액 토출 개구(22a)와 상기 약액 흡입 개구(23a, 23b)의 각각의 간격 t1을 약 5 ㎜, 상기 예비 습윤액 토출 개구(22b)와 상기 약액 흡입 개구(23a)와의 간격 t2 및 상기 린스액 토출 개구(22c)와 상기 약액 흡입 개구(23b)와의 간격 t3을 모두 약 2 ㎜로 형성하고 있다.

상기 스캔 노즐(21)의 내부에는, 하방에 각 개구(22a, 22b, 22c, 23a 및 23b)를 갖는 슬릿 노즐(24a, 24b, 24c 및 25a, 25c)이 형성되고, 상기 부호 24b, 24c 및 25a, 25c는 상부에 있어서 각 약액 공급 배관(32) 및 약액 흡입 배관(33)을 거쳐서 도시하지 않은 약액 공급계 및 약액 흡입계에 각각 연결하고 있으며, 상기 현상액 토출 개구(22a)에 연결하는 상기 슬릿 노즐(24a)은 현상액을 슬릿 노즐(24a)의 길이 방향으로 균일하게 확산시키기 위한 액 저장소(26)를 거쳐서 도시하지 않은 약액 공급계에 연결하고 있다.

상기 스캔 노즐(20)의 측면에는, 상기 스캔 노즐(20)의 하면과 상기 기판 홀더(12) 상에 적재되는 반도체 웨이퍼(11)의 상면과의 간격을 측정하기 위해 레이저광을 이용한 갭 측정 기구(40)가 설치되어 있다.

상기 이동 기구(60)는 스캔 스테이지(61)를 갖고, 상기 갭 조정 기구(50)는 상기 스캔 노즐(21)의 양단부에 설치되어, 상기 스캔 노즐(21)과 일체로 상기 스캔 스테이지(61) 상을 수평 방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다.

그리고 상기 갭 조정 기구(60)는 피에조 소자를 구비하고 있으며, 상기 갭 측정 기구(50)에 의한 측정 결과에 의거하여, 상기 스캔 노즐(21)의 하면과 상기 기판 홀더(12) 상에 적재되는 반도체 웨이퍼(11)의 상면과의 간격을 소정치로 조정하도록 되어 있다.

다음에, 본 실시 형태의 현상 장치를 이용하여 현상하는 방법에 대해, 도5 및 도6을 참조하여 설명한다.

도5는, 피처리 기판에 있어서의 스캔 노즐에 의한 약액의 토출 및 흡입 상태를 모식적으로 도시한 모식도이며, 도6의 (a), (b), (c)는 현상 처리의 각 스텝을 모식적으로 도시한 측면도로, (a'), (b'), (c'), (d')는 상면도이다.

우선, 도5에 도시한 바와 같이 피처리 기판(11)의 피처리면에 대해, 상기 스캔 노즐(21)을 근접 배치하여, 중앙의 상기 현상액 토출 개구(22a)로부터 현상액을 토출하고, 상기 예비 습윤액 토출 개구(22b)로부터 예비 습윤액을 토출하고, 상기 린스액 토출 개구(22c)로부터 린스액을 토출하는 동시에, 상기 피처리면 상에 덮인약액을 상기 약액 흡입 개구(23a, 23b)에 의해 흡입을 행한다. 상기 현상액은, 상기 현상액 토출 개구(22a)와 양측의 상기 약액 흡입 개구(23a 및 23b) 사이에 있어서의 상기 스캔 노즐(21) 하면과 상기 피처리면과의 간극을 통해 흘러, 그 영역 사이에서는 항상 신선한 상기 현상액이 공급되고, 포토 레지스트가 용해된 상기 현상액은 바로 흡입되어 제거되어, 상기 영역 사이에는 항상 신선한 상기 현상액이 덮여진 상태가 된다.

또한, 상기 예비 습윤액은 상기 피처리면 상으로 토출되었을 때, 일부는 상기 예비 습윤측의 상기 약액 흡입 개구(23a)에 의해 상기 현상액과 함께 흡입되지만, 대부분은 상기 예비 습윤 토출 개구(22b)의 전방측(이동 방향측)의 상기 스캔 노즐(21) 하면과 상기 피처리면과의 간극으로 토출되어 예비 습윤 처리, 즉 피처리면의 개질 처리가 행해지고, 이 개질 처리 후의 상기 예비 습윤액은 상기 스캔 노즐(21)의 이동에 의해, 바로 상기 약액 흡입 개구(23)로부터 흡입되어 제거되는 동시에 현상액으로 치환된다. 한편, 상기 린스액 토출 개구(22c)로부터 토출된 상기 린스액은, 일부 상기 현상액과 함께 상기 약액 흡입 개구(23)로부터 흡입되지만, 그 밖의 대부분은 상기 린스 토출 개구(22c)의 후방측(이동 방향과 반대측)인 상기 스캔 노즐(21) 하면과 상기 피처리면과의 간극으로 토출된다. 상기 스캔 노즐(21)의 이동에 수반하여, 상기 현상 처리된 영역의 상기 현상액은 차례로 상기 약액 흡입 개구(23b)로 흡입되어 제거되는 동시에, 상기 린스 토출 개구(22c)로부터 토출된 상기 린스액으로 치환되어 상기 약액 흡입 개구(23b)로부터 흡입되고, 나머지의 상기 린스액은 상기 스캔 노즐(21)의 이동후, 상기 피처리면에 남겨져 마지막으로상기 피처리 기판(11)을 회전시켜 제거하게 된다.

다음에, 피처리 기판의 현상 처리는 우선 도6의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 스캔 노즐(21)이 상기 피처리 기판(11)에 대해 좌측의 상기 기판 홀더(12) 상에 있을 때에, 상술한 바와 같이 상기 현상액 토출 개구(22a), 상기 예비 습윤액 토출 개구(22b) 및 상기 린스액 토출 개구(22c)로부터 각각 상기 현상액, 상기 예비 습윤액 및 상기 린스액을 상기 기판 홀더(12) 상으로 토출하는 동시에, 상기 약액 흡입 개구(23a, 23b)에서 상기 기판 홀더(12) 상으로 토출된 약액을 흡입시킨 상태로 한다.

상기 기판 홀더(12) 상에서의 각 약액의 흐름이 조정된 단계에서, 상기 스캔 노즐(21)을 화살표 방향(지면상의 좌측으로부터 우측)을 향해 이동을 개시하고, 상기 피처리 기판(12) 상을 통과[도6의 (b), (b')]후, 적어도 상기 피처리 기판(11)의 우측 상기 기판 홀더(12) 상까지 이동시킨다.

상기 스캔 노즐(21)의 상기 린스액 토출 개구(22c)가 피처리 기판(11) 상을 통과하고, 상기 기판 홀더(12)로 들어간 단계에서, 각 약액의 토출을 정지한다[도의 6(c), (c')].

상기 실시 형태에 따르면, 항상 신선한 현상액이 반도체 웨이퍼(11) 표면에 직접 공급되고, 또한 현상에 사용된 현상액은 바로 흡입 제거되므로, 반도체 웨이퍼(11) 상에 있어서 현상액의 농도차가 생기는 일이 없다. 따라서, 패턴의 소밀에 의한 마무리 치수의 변동을 거의 없앨 수 있다.

다음에, 상기 현상 장치를 이용하여 현상한 실시예에 대해 기술한다.

<제1 실시예>

우선, 직경 30 cm 원형의 Si 웨이퍼 상에 반사 방지막을 형성하고, 또한 193 ㎚ 빛으로 감광하는 화학 증폭형 포토 레지스트막을 형성했다. 다음에, 상기 Si 웨이퍼 표면에 노광용 마스크를 통해 193 ㎚로 선택적으로 노광을 행하고, 상기 포토 레지스트막 속에 산을 발생시켰다. 또한, 상기 Si 웨이퍼를 140 ℃에서 60초의 가열을 행하여 산을 확산시켜 잠상을 형성했다.

계속해서, 상기 Si 웨이퍼(11)를 상기 기판 홀더(12)의 상기 오목부(13)에 수납했다.

그리고, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 상기 기판 홀더(12)의 일단부(A) 상에 있어서, 상기 스캔 노즐(21)을 상기 기판 홀더(12) 상에 약 50 ㎛의 간격을 두고 배치하고, 상기 현상액 토출 개구(22a), 상기 예비 습윤액 토출 개구(22b) 및 상기 린스액 토출 개구(22c)로부터, 각각 상기 현상액, 상기 예비 습윤액 및 상기 린스액을 상기 기판 홀더(12) 상으로 토출하는 동시에, 상기 약액 흡입 개구(23a, 23b)에서 상기 기판 홀더(12) 상으로 토출된 약액을 흡입시킨 상태로 하여, 각 약액의 흐름을 조정한다.

다음에, 상기 기판 홀더(12) 상에서의 각 약액의 흐름이 조정된 단계에서, 상기 스캔 노즐(21)을 화살표 방향(지면상의 좌측으로부터 우측)을 향해 이동을 개시하고, 상기 Si 웨이퍼(11)에 대하여, 상기 기판 홀더(12)의 일단부(A)로부터 타단부(B)를 향해, 상기 스캔 노즐(21)을 일정 속도로 이동시켜 현상을 행하였다. 이동 속도는 11 ㎜/분이다. 상기 현상액 토출 개구(22a)와 상기 약액 흡입개구(23a)의 간격이 5 ㎜로, 상기 간격은 상기 현상액 토출 개구(22a)의 양측에 있으며, 또한 상기 현상액 토출 개구(22a)의 폭이 1 ㎜이므로, 상기 스캔 노즐(21)과 상기 Si 웨이퍼(11) 표면과의 사이에서, 현상액이 존재하고 있는 영역[상기 약액 흡입 개구(23a, 23b) 사이]은 이동 방향과 평행한 방향에 있어서 약 11 ㎜이다. 즉, Si 웨이퍼(11)의 어떤 한 점에 주목했을 때에, 그 장소를 현상액이 통과하는 시간은 1분으로 현상 시간은 1분이 되게 된다.

상기 스캔 노즐(21)로 현상을 개시했을 때의 상기 Si 웨이퍼(11)의 중앙 위치에 있는 패턴의 현상 모습은 다음과 같다. 상기 스캔 노즐(21)의 이동 개시 13분후, 상기 예비 습윤액 토출 개구(22b)가 패턴의 상공을 통과했다. 이로써, 상기 포토 레지스트 표면에 상기 예비 습윤액이 조제되었다.

이어서, 최초의 상기 약액 흡입 개구(23a)가 그 약 10초 후에 상기 패턴상을 통과했다. 이 때, 상기 포토 레지스트 표면은 상기 예비 습윤액으로부터 현상액으로 치환되었다. 이에 의해, 상기 포토 레지스트의 현상이 개시되었다.

그 후, 약 30초 후에 상기 현상액 토출 개구(22a)가 상기 패턴 상공을 통과하고, 다시 약 30초 후에 2번째의 상기 약액 흡입 개구(23b)가 상기 패턴 상공을 통과했다. 이 때, 상기 포토 레지스트 표면은 현상액으로부터 린스액으로 치환된다. 최초의 상기 약액 흡입 개구(23a)의 통과로부터 2번째의 상기 약액 흡입 개구(23b)의 통과까지 현상이 행해졌다.

그리고, 상기 스캔 노즐(21)의 통과 후는 린스액이 상기 Si 웨이퍼(11) 표면에 조제된 상태가 된다. 마지막으로, 상기 Si 웨이퍼(11)를 회전시켜 상기 린스액을 제거하고 건조시킴으로써 원하는 레지스트 패턴을 형성할 수 있었다.

상기 실시예에 따르면, 종래 문제가 되고 있었던 패턴의 소밀에 의한 마무리 치수의 변동을 거의 없앨 수 있었다. 예를 들어, 2 ㎜각의 직사각형 패턴의 중앙에 선폭 100 ㎚ 길이 20 ㎛의 라인이 5개 늘어선 라인 앤드 스페이스 패턴의 중앙의 라인 패턴 치수와, 선폭 100 ㎚ 길이 20 ㎛의 라인이 5개 늘어선 라인 앤드 스페이스 패턴만큼 배치한 경우의 동일한 장소의 치수는, 종래 20 ㎚ 정도의 차가 생겼던 것이 본 실시예에서는 2 ㎚ 이하의 치수차였다.

또한, 실제의 장치 제작에 이용되는 패턴으로, 특히 패턴의 소밀차가 심한 패턴에 있어서도, 면내 모든 패턴으로 소망치에 대하여 ±3 %로 치수를 제어하는 것이 가능해져, 최종적으로 얻게 된 장치의 특성을 비약적으로 향상할 수 있었다.

<제2 실시 형태>

직경 30 ㎝인 원형의 Si 웨이퍼 상에 반사 방지막을 형성하고, 또 193 ㎚ 광으로 감광하는 화학 증폭형 레지스트막을 형성했다. 상기 Si 웨이퍼 표면에 노광용 마스크를 거쳐 193 ㎚로 선택적으로 노광을 행하고, 상기 레지스트막 속에 산을 발생시켰다. 또한, 상기 Si 웨이퍼를 140 ℃에서, 60초의 가열을 행하여 산을 확산시켜 잠상을 형성했다.

이어서, 상기 Si 웨이퍼(11)를 상기 기판 홀더(12)의 상기 오목부(13)에 수납했다.

그리고, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 상기 기판 홀더(12)의 일단부(A) 상에 있어서, 상기 현상액 토출 개구(22a), 상기 예비 습윤액 토출 개구(22b) 및 상기 린스액 토출 개구(22c)로부터 각각 상기 현상액, 상기 예비 습윤액 및 상기 린스액을 상기 기판 홀더(12) 상으로 토출하는 동시에, 상기 약액 흡입 개구(23a, 23b)에서 상기 기판 홀더(12) 상으로 토출된 약액을 흡입시킨 상태로 하여, 각 약액의 흐름을 조정한다.

다음에, 상기 기판 홀더(12) 상에서의 각 약액의 흐름이 조정된 단계에서, 상기 스캔 노즐(21)을 화살표 방향(지면상의 좌측으로부터 우측)을 향해 이동을 개시하고, 상기 Si 웨이퍼(11)에 대해 상기 기판 홀더(12)의 일단부(A)로부터 타단부(B)를 향해, 도1에 도시한 상기 스캔 노즐(21)을 변형한 것을 일정 속도로 이동시켜 현상을 행하였다.

본 실시예에서는, 상기 스캔 노즐(21)에 있어서의 상기 예비 습윤(순수) 주사면[상기 예비 습윤 토출 개구(22b)와 상기 현상액 토출 개구(22a) 사이의 영역]을 5 ㎜, 현상액 주사면[상기 현상액 토출 개구(22a)와 상기 린스액 토출 개구(22c) 사이의 영역]을 50 ㎜, 린스액 주사면[상기 린스액 토출 개구(22c)와 상기 스캔 노즐(21) 단부까지의 거리]을 10 ㎜로 각각 설정했다.

또한, 상기 스캔 노즐(21)을 고정한 경우의 각각의 액의 유속은 500 ㎜/sec로 했다. 이들의 주사면은, 상기 Si 웨이퍼 표면에 대해 200 ㎛ 정도의 간극을 거쳐 대향하고 있다.

또한, 이들 주사면 사이에는 발수성의 배리어벽이 피처리 기판 표면에 대해 100 ㎛ 정도의 간극을 거쳐 대향하도록 했다. 상기 스캔 노즐(21)의 이동 속도는 10 ㎜/sec로 했다.

이러한 상기 스캔 노즐(21)로 현상을 개시한 때의 상기 기판 홀더(11)의 일단부(A)로부터 타단부(B)를 향해 20 ㎜의 위치에 있는 패턴의 현상 모습은 다음과 같다. 상기 스캔 노즐(21)의 이동 개시 2초 후에 순수 주사면이 패턴의 상공을 통과했다. 이에 의해 0.5초 동안 순수에 표면이 노출되어, 레지스트 표면이 친수성이 되었다.

계속해서, 발수성의 배리어벽의 통과에 수반하여 상기 레지스트 표면에 잔존하는 물이 흡착층을 제거하여 배출되었다. 이어서 현상액 주사면이 이 패턴 상을 5초간 통과했다. 현상 시간은 5초 정도였지만, 현상액의 유속이 빠르기 때문에 매우 빠른 현상 속도를 얻을 수 있어 패턴을 형성할 수 있었다.

또한, 상기 패턴 표면을 린스액 주사면이 통과하고, 현상액을 치환하여 세정을 충분히 행할 수 있었다.

이 실시예에서는, 피처리 기판의 임의의 부분에서 예비 습윤 - 현상 - 린스를 동일한 조건으로 행할 수 있고, 피처리 기판의 면내 가공(치수) 균일성을 현저하게 향상시킬 수 있었다. 이 때의 가공 정밀도는 치수로서 모든 패턴에서 원하는 값에 대하여 ±3 %로 행할 수 있어, 마지막으로 얻게 된 장치의 특성을 비약적으로 향상할 수 있었다.

<제3 실시 형태>

이하, 상기 실시 형태의 현상 장치를 포토 마스크 기판의 제조에 적용한 예에 대해 설명한다.

포지형 화학 증폭 레지스트를 500 ㎚의 두께로 도포하고 있는 Cr 마스크 블랭크스에, 50 keV의 가속 전압을 가진 전자 빔 묘화 장치(도시바기까이제, EBM 3000)로, 0.15 ㎛ 룰의 라인 앤드 스페이스계의 1GDRAM의 패턴을 묘화했다. 묘화후, 110 ℃에서 15분간 베이크를 행하였다.

다음에, 상기 실시 형태의 현상 장치에 기판을 얹고, 일단부(A)로부터 그에 대향하는 타단부(B)를 향해 스캔 노즐을 일정 속도로 이동시켜 현상을 행하였다. 이동 속도는 11 ㎜/분이다. 현상액 토출 개구(22a)와 상기 약액 흡입 개구(23a)의 간격이 5 ㎜로, 그것이 상기 현상액 토출 개구(22a)의 양측에 있으며, 상기 현상액 토출 개구(22a)의 폭이 1 ㎜이므로, 상기 스캔 노즐과 상기 기판 표면과의 사이에서 현상액이 존재하고 있는 것은 이동 방향과 평행한 방향에 있어서 약 11 ㎜이다. 즉, 상기 기판 표면의 어느 한 점에 주목한 때에, 그 장소를 상기 현상액이 통과하는 시간은 1분이며, 현상 시간은 1분이 되게 된다.

다음에, 상기 현상 장치로부터 상기 기판을 취출하여, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로서 반응성 이온 에칭에 의해 Cr막을 에칭했다. 에칭에 이용한 장치는 알백 성막제 MEPS-6025이다. 에칭 가스에는 염소 가스와 산소 가스의 혼합 가스를 이용했다. 그 후, 에싱 장치에 의해 레지스트를 박리하여 세정기에 의해 세정했다.

그리고, 형성된 Cr 패턴 치수를 치수 측정 장치(Leica제 LWM)에 의해 측정했다. 그 결과, 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차는 5 ㎚, Cr 패턴 치수의 면내 균일성은 10 ㎚(3δ)였다.

다음에, 본 발명의 유효성을 확인하는 실험으로서, 니콘사제 KrF 스캐너에서출하한 마스크를 이용하여 웨이퍼를 노광하고, 노광 여유도의 평가를 행하였다. 평가는 디포커스량과 노광량을 변화시켜 웨이퍼 상에 형성된 레지스트 패턴 치수를 SEM에 의해 측정함으로써 행하였다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성된 레지스트 패턴 치수의 변동량이 10 % 이하가 되는 디포커스 여유도는 0.45 ㎛로, 그 때의 노광량 여유도는 12 %를 얻을 수 있었다.

상기 실시예에 있어서, 린스액 주사면도 린스의 기능에 따라서 복수로 분할해도 좋다. 예를 들어, 린스에 오존수, 수소수를 차례로 이용하는 경우, 린스액 주사면을 오존수 주사면 ＋ 발수벽 ＋ 수소수 주사면으로 하여 형성하고, 각각의 처리 시간에 따라서 주사면 영역과 유량을 설정한 노즐을 이용하면 좋다.

각각의 유량도 본 실시예에 나타낸 바와 같이 동일해지는 것은 아니며, 각각 독립적으로 설정해도 좋다. 발수벽의 약액 분리 성능에 따라서 적절한 때 변경해도 좋다. 또한, 유속, 노즐 이동 속도는 필요로 하게 되는 RPT(Raw process time)에 따라서 적절한 때 변경해도 좋다.

또, 주사면 사이에는 발수벽에 한정되지 않고, 인접하는 액체가 혼합되지 않은 혹은 혼합해도 각각의 액체가 원하는 특성을 얻을 수 있는 경우에는 벽재를 임의로 변경할 수 있다.

<제4 실시 형태>

도7은 본 발명의 제4 실시 형태에 관계되는 현상 장치에 있어서의 기판 처리부의 개략 구성을 도시한 일형태 예이다. 도7에 있어서, 도3 내지 도5와 동일한 부위에는 동일 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

본 실시 형태에서는 개구(22b)와 개구(22c) 사이에 위치하는 현상액 토출 개구(22a)는 개구(22b)와 개구(22c)의 중점 이외의 위치에 배치되어 있다. 본 실시 형태의 경우, 현상액 토출 개구(22a)는 상기 중점에 대해 이동 방향 전방측에 배치되어 있다. 또, 개구(22b) 및 개구(22c)로부터는 동시에, 린스액이 토출된다.

도1에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(13)는 표면에 웨이퍼(72)가 적재되어, 웨이퍼와 대략 동일 직경의 웨이퍼 보유 지지구(75)와 웨이퍼 보유 지지구(75) 및 웨이퍼(71)의 주위를 둘러싸, 상하 이동하는 보조판(78)으로 구성되어 있다. 웨이퍼(71)의 표면에는 감광성 박막(72)이 형성되어 있다. 보조판(78)의 표면을 감광성 박팍(72)의 표면과 동일하게 하여 약액 흡입 개구(23)로부터 약액을 흡입할 때, 웨이퍼면 내에서 비슷한 흡입력이 작용하도록 한다.

도8에 각 개구의 확대도를 도시한다. 현상액 토출 개구(22a)와 약액 흡입 개구(23a)와의 거리를 3 ㎜, 현상액 토출 개구(22a)와 약액 흡입 개구(23b)와의 거리를 17 ㎜로 했다. 따라서, 현상액 토출 개구(22a)로부터 토출된 현상액은 그 양측에 배치된 약액 흡입 개구(23a, 23b)를 향한 흐름을 만들어, 그 영역에 있어서만 현상 처리가 행해진다.

스캔 노즐(21) 내부의 슬릿 노즐 및 액 저장소 내의 약액은 히터로 온도 조절이 가능한 구조로 되어 있다. 스캔 노즐(21) 하면과 감광성 박막(72)과의 거리를 약 100 ㎛로 설정했다. 스캔 노즐(21)에는 린스액 토출 개구(22b, 22c)가 구비되어 있으며, 현상액(73)이 흐름을 만드는 영역의 주변을 린스액(74)으로 덮는 것이 가능하다.

도시하고 있지 않은 노즐의 제어계에서 현상액 토출 유량, 현상액 토출 시간, 흡입 유량, 흡입 시간, 린스액 토출량, 토출 시간, 스캔 노즐 이동 속도, 스캔 노즐 내 히터의 온도 등을 제어하는 것이다.

다음에 웨이퍼 상에 현상액을 공급하는 구체적 방법을 나타낸다. 가공하고자 하는 기초막 상에 0.4 ㎛ 두께의 레지스트 등의 감광성 박막(72)이 형성된 웨이퍼(71)에 krF 엑시머 스텝퍼에 의해 크롬 마스크를 거쳐서 노광하고, 감광성 박막(72)에 잠상을 형성했다. 그 웨이퍼(71)를 웨이퍼 보유 지지구(75)로 수평하게 보유 지지하여, 웨이퍼 전체면에 액 공급 가능한 스캔 노즐(21)을 단부 상방의 이니셜 포지션으로 움직이게 한다. 현상액(73)은 AD-10(다마가가꾸제 : 규정도 0.27N)을 사용했다. 현상액 토출 개구(22a) - 약액 흡입 개구(23a) 사이로 흐르는 현상액의 유속과, 현상액 토출 개구(22a) - 약액 흡입 개구(23b) 사이로 흐르는 현상액(73)의 유속이 비슷해지도록 약액 흡입 개구(23a) 및 약액 흡입 개구(23b)로부터 흡입되는 약액의 양을 각각 조정했다. 노광된 감광성 박막(72)의 현상액(73)에 대한 용해 속도는 0.05 ㎛/sec이다. 감광성 박막의 두께가 0.4 ㎛ 두께이므로 약 8 sec에서 감광성 박막이 용해되어 기초 기판이 노출된다.

다음에 도9를 이용하여 도7에 도시한 스캔 노즐에 의한 현상 방법을 도시한다. 도9는 도7에 도시한 스캔 노즐을 이용한 현상 공정을 도시한 평면도이다.

우선, 웨이퍼(71)를 웨이퍼 보유 지지구(75)로 보유 지지하고, 보조판(78)을 감광성 박막면(72)과 동일 높이로 했다. 스캔 노즐(21)을 웨이퍼(71) 주요면 상의 이니셜 포지션으로 이동시킨 후, 린스액 토출 개구(22b)로부터 린스액을 토출시켜,보조판(78) 및 감광성 박막(72)의 표면이 린스액(72)으로 가득 채워진 상태로 했다. 스캔 노즐(21)을 웨이퍼 주요면 상단부로부터 갭 100 ㎛를 유지하면서 속도 0.5 ㎜/sec로 주사시키는 동시에, 현상액 토출 개구(22a)로부터 현상액의 토출 및 약액 흡입 개구(23)에 의한 흡입을 개시시켰다. 현상 처리 개시로부터 처리 종료까지의 동안, 린스액 토출 개구(22b, 22c)는 항상 린스액을 토출하고 있는 상태이다. 약액 흡입 개구(23a)로부터 약액 흡입 개구(23b)까지의 길이가 20 ㎜이므로, 실효적인 현상 시간은 웨이퍼 상의 모든 점에 있어서 40 sec이다.

현상 반응의 진행과 함께, 감광성 박막이 용해하여 오목부가 형성된다. 이 오목부에 현상 방응에 의해 생성되는 용해 생성물이나 농도가 옅어진 현상액이 잔류하게 된다. 용해 생성물 및 농가가 옅은 현상액은 현상 반응의 진행을 저해하여 패턴 소밀에 의한 치수차가 발생한다. 이하에서는, 용해 생성물 및 농도가 옅은 현상액을 아울러 현상 저해물이라 기록한다.

본 실시 형태에 있어서는 현상액이 현상액 토출 개구(22a)로부터 기초 기판을 향해 약 6 m/sec나 되는 매우 빠른 속도를 갖고 토출되고 있다. 따라서, 오목부 내에 잔류하는 용해 생성물이나 농도가 옅어진 현상액은 현상액 토출 개구(22a)로부터 토출된 신선한 현상액의 힘에 의해 교반된다. 교반에 의해, 현상 저해물이 오목부 밖으로 퍼내어진다. 퍼내어진 현상 저해물은 현상액의 흐름에 실려 약액 흡입 개구(23a, 23b)로부터 흡입되어 최종적으로는 기판 상으로부터 제거된다.

현상 저해물의 발생량은 현상 반응의 진행에 수반하여 많아지므로, 패턴 소밀에 의한 치수차를 저감하기 위해서는 현상의 초기 단계에 있어서, 현상 저해물의효율적 제거, 또는 교반(균일화)을 실시할 필요가 있다. 또, 여기에서 현상의 초기 단계라 함은 현상 반응 개시로부터 감광성 박막이 용해하여 기초 기판 표면이 노출되기 직전 정도까지의 시간인 것이다.

일반적으로 레지스트의 용해 특성 등에 의해 패턴 소밀에 의한 치수차를 가장 작게 하는 타이밍은 다르다. 현상의 초기 단계에 현상액의 토출에 의한 교반을 행하면, 가장 패턴 소밀에 의한 치수차를 작게 할 수 있는 실험 사실이 있다. 이 실험 사실로부터, 이하와 같이 현상 조건을 레지스트막 두께 0.4 ㎛, 레지스트 용해 속도 0.05 ㎛/sec, 약액 흡입 개구(23a)와 현상액 토출 개구(22a)와의 거리 3 ㎜, 노즐의 스캔 속도 0.5 ㎜/sec로 설정했다.

현상액의 토출에 의한 교반은 기판 상의 모든 점에 있어서 약액 흡입 개구(23a) 통과후, 6 sec(=3[㎜]/0.5[㎜/sec]) 후에 현상액 토출 개구(2a)가 통과한다. 그로 인해 현상 개시후 약 6 sec 후에 현상 저해물의 교반, 제거가 행해지게 되어 노광부의 레지스트가 용해하여 기초 기판이 노출되는 시간(약 8 sec)보다도 빠른 단계에서 교반이 행해진다. 이용된 레지스트에 있어서는 이 타이밍으로 교반하는 것이 바람직했다.

노즐이 웨이퍼면 상을 가로지른 후, 충분히 린스를 행하고, 그 후 기판을 건조시켜 레지스트 패턴 형성을 완료했다.

형성된 레지스트 패턴을 CD-SEM에서 치수 측정을 행한 바, 0.13 ㎜의 고립 라인, 라인 앤드 스페이스, 고립 스페이스 각각의 치수차가 면내 평균 약 4 ㎚와 종래의 값(약 15 ㎚)에 비해 대폭으로 저감할 수 있었다.

본 실시 형태의 경우, 현상액 토출 개구(22a)와 약액 흡입 개구(23a)와의 거리, 현상액 토출 개구(22a)와 약액 흡입 개구(23b)와의 거리를 각각 3 ㎜, 17 ㎜로 하였으나, 반드시 그 값으로 한정되는 것은 아니다. 피처리막의 두께나 용해 속도, 현상액의 토출압이나 노즐과 피처리 기판과의 갭 등의 현상 조건에 의해 가장 적절한 값은 다르므로, 각각에 맞추어서 가장 적절한 길이인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

또, 현상 개시(약액 흡입 개구가 통과하여)로부터 교반까지의 타이밍은 레지스트의 용해 특성에 따라 다르므로, 적당한 시간을 선택할 필요가 있다. 스캔 속도, 현상액 토출량, 좌우의 현상액 흡입량을 변경함으로써 선택하는 경우도 있을 수 있다.

또, 본 실시 형태에 대해서는 웨이퍼의 현상에 관한 것으로 적용예를 나타내었으나, 웨이퍼의 현상만으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 웨이퍼의 습식 에칭이나 반도체 제조용의 포토 마스크 제작 프로세스에 있어서의 기판 상의 감광성막의 현상, 습식 에칭, 세정 및 칼라 필터 제작 프로세스 및 DVD 등의 디스크의 가공 프로세스에 있어서의 현상 등에 있어서도 적용 가능하다.

또, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서, 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서는 약액 토출 개구 및 약액 흡입 개구를 1개 배치했지만, 상기 약액 토출 개구 및 상기 약액 흡입 개구를 2개 이상 교대로 배치해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는 스캔 노즐에 예비 습식액 토출 개구 및 린스액 토출 개구를 일체로 설치하였으나, 상기 예비 습식액 및 린스액은 상기 스캔 노즐과는 별개로, 스프레이 노즐 등에 의해 반도체 웨이퍼 상에 공급하도록 해도 좋다.

또한, 기판 홀더에 오목부를 마련하여, 피처리 기판을 수납하도록 하였으나, 상기 기판 홀더 상면을 평탄면으로 형성하고, 상기 평탄면에 상기 피처리 기판을 적재하도록 해도 좋으며, 또한 상기 피처리 기판의 주위에 상기 피처리 기판과 동일 두께를 갖는 보조판을 배치해도 좋다. 이 경우, 상기 보조판으로서는 피처리 기판의 처리면과 대략 동일 표면 상태가 되도록 가공을 실시하는 것이 바람직하다.

게다가 또한, 피처리 기판은 진공 척에 의해 보유 지지해도 좋다.

또한, 그리고 본 발명은 대기 속뿐만 아니라 액체 속의 처리도 가능하고, 피처리 기판을 원하는 액체 중에 적신 상태로 실시해도 좋다.

게다가 또한, 본 발명은 상기 실시 형태의 현상 장치 및 현상 방법에 한정되지 않으며, 플랫 패널 디스플레이 제조 공정이나 포토 마스크 공정 등에 있어서, 레지스트 박리, 표면 자연 산화막 제거, 세정 등 모든 습식 프로세스에 적용할 수 있다.

상기로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면 약액 토출 개구로부터 연속적으로 토출된 약액을 인접하는 약액 흡입 개구로부터 연속적으로 흡입함으로써, 약액 토출/흡입부와 피처리면 사이에서, 또한 상기 약액 토출 개구와 상기 약액 흡입 개구와의 영역에 있어서의 간극에는 신선한 약액이 항상 공급되고, 약액 처리가 행해진 약액은 바로 흡입하여 제거함으로써, 피처리면 상에 있어서의 약액의 농노차를 없앨 수 있어, 고정밀도의 약액 처리가 가능해진다.

Claims

피처리 기판을 대략 수평하게 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와,

상기 피처리 기판에 대해 약액을 토출하기 위한 약액 토출 개구와 피처리 기판 상의 약액을 흡입하기 위한 약액 흡입 개구를 구비한 약액 토출/흡입부를 갖는 약액 토출 및 흡입 기구와,

상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판을 상대적으로 수평 이동시키는 이동 기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 약액 토출/흡입부의 개구는 피처리 미가공 기판과 상기 약액 토출/흡입부의 상대적인 수평 이동 방향측으로부터 상기 약액 흡입 개구, 상기 약액 토출 개구, 상기 약액 흡입 개구의 순으로 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 약액 토출 개구는 상기 2개의 약액 흡입 개구의 중점 위치 이외의 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제3항에 있어서, 상기 약액 토출 개구는 상기 2개의 약액 흡입 개구의 중점 위치보다 상기 약액 토출/흡입부의 이동 방향 전방측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
피처리 기판을 대략 수평하게 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와,

상기 피처리 기판에 대해 약액을 토출하기 위한 약액 토출 개구와 상기 피처리 기판 상의 약액을 흡입하기 위한 약액 흡입 개구를 2개 이상, 교대로 배치한 약액 토출/흡입부를 갖는 약액 토출/흡입 기구와,

상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판을 상대적으로 수평으로 이동시키는 이동 기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 약액 토출/흡입부의 개구는 상기 피처리 기판과 상기 약액 토출/흡입부의 상대적인 수평 이동 방향측으로부터 제1 약액 토출 개구, 약액 흡입 개구, 제2 약액 토출 개구, 약액 흡입 개구, 제3 약액 토출 개구의 순으로 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서, 제2 약액 토출 개구는 상기 2개의 약액 흡입 개구의 중점 위치 이외의 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제7항에 있어서, 제2 약액 토출 개구는 상기 2개의 약액 흡입 개구의 중점 위치보다 상기 약액 토출/흡입부의 이동 방향 전방측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판의 피처리면과의 거리를 측정하기 위한 갭 측정 기구와, 상기 갭 측정 기구로부터 얻을 수 있는 거리를 소정치로 유지하기 위한 갭 조정 기구를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 보유 지지 기구는 진공 척인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
피처리면이 대략 수평하게 보유 지지된 피처리 기판에 대해 약액 토출/흡입부의 약액 토출 개구로부터 약액을 상기 피처리 기판에 대해 연속적으로 토출하는 동시에, 상기 약액 토출 개구에 인접하여 상기 약액 토출/흡입부에 배치된 상기 약액 흡입 개구에서 상기 피처리면 상의 약액을 연속적으로 흡입하면서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판을 상대적으로 수평 이동시키면서 상기 피처리면을 약액 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리면 사이에서, 또한 상기 약액 토출 개구와 상기 약액 흡입 개구와의 영역에 있어서의 간극에는 항상 신선한 약액을 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제11항에 있어서, 상기 약액 흡입 개구는 상기 약액 토출 개구의 양측에 설치되고, 상기 약액 토출 개구로부터 토출된 약액은 상기 약액 토출 개구의 양측의상기 약액 흡입 개구에 의해 흡입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제12항에 있어서, 상기 약액 토출/흡입부의 이동 방향 전방측에 배치된 약액 흡입 개구를 통과하고 나서 상기 약액 토출 개구를 통과하기 까지의 시간 A와, 상기 약액 토출 개구를 통과하고 나서 상기 약액 토출/흡입부의 이동 방향 후방측에 배치된 약액 흡입 개구를 통과하기 까지의 시간 B가 다른 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제13항에 있어서, 시간 A를 시간 B보다 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제13항에 있어서, 상기 약액으로서, 현상액 혹은 에칭 용액을 이용하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제13항에 있어서, 시간 A는 피처리막이 용해하여 기초 기판 표면이 노출하기까지의 시간보다도 짧은 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 피처리 기판 상의 피처리면을 개질한 후, 상기 약액 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
피처리 기판에 대해 약액을 토출하기 위한 약액 토출 개구와 상기 피처리 기판 상의 약액을 흡입하기 위한 약액 흡입 개구를 2개 이상 교대로 배치한 약액 토출/흡입부를 피처리면이 대략 수평하게 보유 지지된 피처리 기판 상에 배치하고, 상기 약액 토출 개구로부터 약액을 상기 피처리 기판에 대해 연속적으로 토출하는 동시에, 상기 약액 흡입 개구로 상기 피처리면 상의 약액을 연속적으로 흡입하면서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리 기판을 상대적으로 수평 이동시키면서 상기 피처리면을 약액 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 약액 토출/흡입부와 상기 피처리면과의 사이에서, 또한 상기 약액 토출 개구와 상기 약액 흡입 개구와의 영역에 있어서의 간극에는 항상 신선한 용액을 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제18항에 있어서, 상기 약액 토출/흡입부의 개구는 상기 피처리 기판과 상기 약액 토출/흡입부의 상대적인 수평 이동 방향측으로부터, 제1 약액 토출 개구, 약액 흡입 개구, 제2 약액 토출 개구, 약액 흡입 개구, 제3 약액 토출 개구의 순으로 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제19항에 있어서, 상기 약액 토출/흡입부의 이동 방향 전방측에 배치된 약액 흡입 개구가 통과하고 나서 상기 제2 약액 토출 개구가 통과하기까지의 시간 A와, 상기 제2 약액 토출 개구가 통과하고 나서 상기 약액 토출/흡입부의 이동 방향 후방측에 배치된 약액 흡입 개구가 통과하기까지의 시간 B가 다른 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제20항에 있어서, 시간 A를 시간 B보다 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 약액으로서, 현상액 혹은 에칭 용액을 이용하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제20항에 있어서, 시간 A는 피처리막이 용해되어 기초 기판 표면이 노출되기까지의 시간보다도 짧은 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.